数字电子电路课件第三章

3.1晶体管的开关特性,二极管具有单向导电性,3.1.1晶体二极管开关特性,(1)限幅器电路,限去（消去）输入波形某一部分的电路叫限幅电路。,功能：当VI在一定范围内变化时，输出电压Vo随其（成比例地）相应变化，而当VI超出该范围时，输出电压Vo保持不变。,a、串联限幅电路,二极管与输出电压V0串联。,分析：,当Vi0,D通，,当Vi0,D止，I0，,它是一个限幅电平为0的下限幅器。,V00,V0=Vi,特点：利用二极管的截止状态来限幅,将二极管反接，则可得到限幅电平为0的上限幅电路。,在电阻上串一电压源（2V）。,分析：,当Vi2V时,D通，,当Vi2V,D止，I0，,Vo=Vi,Vo2V,串联双向限幅电路。（自学）,分析：由于D1，D2的工作状态决定于Vi，A点位及V2，先确定Vi0，即无输入电压时VA。,Vi=0时,V2V1D1止D2通，,VA在V2,V1之间,当ViVA时，D1止，D2通，,当ViV2时，D1通，D2止（I20），,当VAViV2时，D1，D2通，,VoVA,VoV2,VoVi,b、并联限幅电路,二极管与输出电压Vo并联。,分析：,当Vi0,D止，I=0,当Vi0,D通，,它是一个限幅电平为0的下限幅电路,将二极管反接，则可得到限幅电平为0的上限幅电路。,Vo=Vi,Vo0,将二极管上串联电源V。=2V,分析：,当Vi2V时,D止，,当Vi2V,D通，I0，,Vo=Vi,Vo2V,并联双向限幅电路。,设：V1V2，二极管D1，D2为理想开关,当ViV2时，D1截止，D2导通,当ViV1时，D1导通，D2截止,当V1ViV2时，D1，D2截止，,V0=V2,V0=V1,V0=Vi,分析：,3.1.2三极管开关特性,三极管有：饱和区、放大区、截止区。,管子作开关使用时，主要稳定工作在饱和区，截止区，或在它们之间作快速转换。,T的基极b起控制作用，c、e形成开关的两个输出端点，由b控制其开闭。,当给bc、be结均加正压时，管子饱和，相当于开关闭合,当给bc、be结均加反压时，管子截止，相当于开关打开,Vbes=0.7VVces=0.3V(Si),截止时，电阻很大,饱和时：,多发射极输入级,中间级,推拉式输出级,3.2.1TTL与非门,1V,3.6V,0.3V,1V,0.3V,多发射极输入级,2.1V,3.2TTL集成逻辑门,VT1b=1V,T2,T4截止,Y=3.6V,当输入端A,B,C均为3.6V时，,VT1b=2.1V,T2,T4饱和,VT2C=1V,T3,D4截止,Y=0.3V,T1倒置工作状态,推拉输出电路的作用：,提高了带载能力。,不论为开态（输出低电平）或关态（输出高电平），输出均为低阻抗。,多发射极管的作用：,提高了电路的开关速度。,当输入端由低电平转向全部高电平时，T1处于倒置工作状态，瞬间给一个大的集电极电流，使T2很快进入饱和。,当输入端由全部高电平转向其中之一有低电平时，T1由倒置变为饱和导通，产生ic1较大，正好从T2基极流出，加速了T2由饱和截止的转换，T2截止又使T3截止变为导通。,输入端的钳位二极管作用：,抑制输入端出现的负脉冲干扰，从而起到保护多发射极管输入级的作用。,3.2.2TTL与非门的主要外部特性,1关门电平Voff:保证输出高电平所允许的输入低电平的最大值,2开门电平Von:保证输出低电平所允许的输入高电平的最小值,3门槛电平VT,4抗干扰能力（噪声容限）,抗低电平干扰VNL=VoffVIL,抗高电平干扰VNH=VIHVon,为了保证电路可靠工作，给输入信号规定一个波动范围，在此范围内，输出电位不受影响，该范围称噪声容限。,2输入反向漏电流IIH:,1输入短路电流IIS:,1关门电阻Rioff：(入“0”）,关门时Vi=Voff=0.8V,代入数据可求得,Ri0.91K,2开门电阻Rion：,2.1V,iI=iB1iB2,=1.9mA,=0.172mA,=0.553mA,(入“1”）,Vb1=2.1V,“1”,指输出端最多能带同类门的个数。,TTL门最多能带同类门的个数为,3.2.3TTL或非门、异或门、OC门、三态门,(自学）,P=AB,T2T3和T4T5构成或非功能,把P，X作为输入，T6T7实现或非功能,=AB,T8T9D为推拉式输出级,(自学）,1.TTL门的电源电压为+5V。,与非门：,多余输入端或者接电源，或者与有用端接相接。,TTL门的输出端不能并接使用，否则会烧坏管子。,3.TTL门的输出端不能直接接地，,4.多余输入端的接法：,或非门：,多余输入端或者接地，或者与有用端接相接。,1电路图：,2逻辑符号：,使用时，必须外接电阻和电源，否则电路不能正常工作。,3应用：,“线与”功能,1电路图：,EN：三态使能端,“1”,2逻辑符号：,EN=“0”Y=高阻态,3应用：,（1）与计算机总线相接,每一时刻，只能有一个三态门工作，而其它门均处于高阻态，它们之间是分时操作。,（2）实现数据的双向传输,3.2.4其它系列TTL